Desarrollo de métodos quimiométricos basados en resonancia magnética nuclear (RMN) y su aplicación al estudio de matrices de interés agropecuario

Abstract

El análisis metabolómico, o metabolómica, permite estudiar las variaciones en los metabolitos de un sistema biológico en función de factores como la dieta, el entorno, fármacos, o enfermedades. La disciplina es relativamente nueva en Uruguay, pero ya tiene un impacto significativo a nivel mundial en diversas áreas, yendo desde la industria farmacéutica a la agroalimentaria. Esta tesis aborda principalmente la aplicación de la metabolómica a diferentes matrices de interés para el sector agropecuario uruguayo, así como el desarrollo de nuevas estrategias para el análisis de datos. Luego de un primer capítulo introductorio, se presenta un detallado análisis del metabolóma sérico de vacas lecheras durante el periparto, identificando alteraciones asociadas con el periodo de transición y producción de leche. El análisis por RMN revela alteraciones en el metabolismo energético, permitiendo además observar cómo se movilizan metabolitos para suplir demandas energéticas y nutricionales relacionadas a la producción de leche. El siguiente bloque del trabajo presenta el uso de metabolómica basada en RMN para estudiar la resistencia de la cebada al pulgón verde. Los estudios identificaron tetrametilaminas, como la colina y la betaína, las cuales están correlacionadas con la preferencia o rechazo del pulgón. En esta sección se realiza además un análisis detallado de todos los pasos involucrados en la confirmación inequívoca de metabolitos en un esquema de trabajo en metabolómica. Esta sección demuestra además un posible uso de esta herramienta como parte de esquemas de manejo integrado de plagas. Finalmente se describe el desarrollo de un algoritmo para el alineamiento de espectros bidimensionales, paso necesario para emplear este tipo de datos en el análisis metabolómico, y se exploran estrategias de fusión de datos de diferentes biofluidos como estrategia para mejorar los modelos de clasificación y la interpretación de la dinámica metabólica de un sistema biológico.